(57)【要約】【課題】電子デバイスの表面を損傷させることなく微細なパーティクルを十分に除去すること。【解決手段】アルカリ性の洗浄液を供給する洗浄水供給部５０と、高圧の空気を供給する高圧空気供給部４０と、供給された洗浄水を高圧空気と混合させることで霧状にし、半導体ウエハＷに吹き付ける二流体ノズル３０とを備えている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルカリ性の洗浄水を供給するステップと、
高圧の気体を供給するステップと、
供給された上記洗浄水を上記気体とを混合させることで霧状にし、電子デバイスに吹き付けるステップとを備えていることを特徴とする電子デバイス洗浄方法。
【請求項２】
上記洗浄水は、アンモニアを含むことを特徴とする請求項１に記載の電子デバイス洗浄方法。
【請求項３】
上記洗浄水は、有機アルカリを含むことを特徴とする請求項１に記載の電子デバイス洗浄方法。
【請求項４】
上記洗浄水は、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、コリン、ヒドロキシルアミンのうち少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項３に記載の電子デバイス洗浄方法。
【請求項５】
上記洗浄水及び上記気体の圧力は０．１ＭＰａ以上０．３ＭＰａ以下であることを特徴とする請求項１に記載の電子デバイス洗浄方法。
【請求項６】
アルカリ性の洗浄水を供給する洗浄水供給手段と、
高圧の気体を供給する高圧気体供給手段と、
供給された上記洗浄水を上記気体とを混合させることで霧状にし、電子デバイスに吹き付ける二流体ノズルとを備えていることを特徴とする電子デバイス洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハやディスプレイ等の電子デバイスを洗浄する電子デバイス洗浄方法及び電子デバイス洗浄装置に関し、特にデバイスパターンを損傷することなくパーティクルを除去することができるものに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造工程には、半導体ウエハの表面に成膜やエッチングなどの処理を繰り返し施して微細パターンを形成していく工程が含まれる。微細パターンを形成するために、半導体ウエハの両面、特に薄膜形成面を清浄に保つ必要があることから、基板洗浄装置を用いて半導体ウエハの洗浄処理が行われる。このような半導体ウエハの洗浄処理を行う基板洗浄装置では、二流体ノズルを用いて、純水を高圧空気や高圧窒素により霧化させて、基板にぶつけることによりパーティクルを除去する（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
半導体ウエハと同様に、液晶ディスプレイやＰＤＰ基板等の電子デバイスにおいても同様な洗浄装置を用いて洗浄を行っている。
【特許文献１】特開２００２−２７０５６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した半導体ウエハの洗浄方法では、次のような問題があった。すなわち、純水を高圧空気や高圧窒素により霧化させてパーティクルを除去する方法では、半導体ウエハ表面から一旦脱離したパーティクルが、半導体ウエハ上の液膜中で輸送、排出されている過程でウエハ表面に再付着し、パーティクルを十分に除去できないことがあった。また、パーティクル除去率を向上させるために、純水圧力、高圧空気または高圧窒素の圧力を上げた場合、半導体ウエハ表面に形成されたデバイスパターンを損傷してしまい、実使用に適さない問題があった。
【０００５】
そこで本発明は、電子デバイスの表面を損傷させることなく微細なパーティクルを十分に除去できる電子デバイス洗浄方法及び電子デバイス洗浄装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決し目的を達成するために、本発明の電子デバイス洗浄方法及び電子デバイス洗浄装置は次のように構成されている。
【０００７】
アルカリ性の洗浄水を供給するステップと、高圧の気体を供給するステップと、供給された上記洗浄水を上記気体とを混合させることで霧状にし、電子デバイスに吹き付けるステップとを備えていることを特徴とする。
【０００８】
また、アルカリ性の洗浄水を供給する洗浄水供給手段と、高圧の気体を供給する高圧気体供給手段と、供給された上記洗浄水を上記気体とを混合させることで霧状にし、電子デバイスに吹き付ける二流体ノズルとを備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、電子デバイスの表面を損傷させることなく微細なパーティクルを十分に除去することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は本発明の一実施の形態に係る基板洗浄装置（電子デバイス洗浄装置）１０の構成を示す説明図、図２〜図５は基板洗浄装置１０においてアルカリ水溶液を用いる理由を示す説明図である。
【００１１】
電子デバイス洗浄装置１０は、洗浄部２０と、高圧空気供給部４０と、洗浄水供給部５０と、これら各部を連携して制御する制御部６０とを備えている。
【００１２】
洗浄部２０は、制御部６０により制御される電動モータ２１と、この電動モータ２１の回転軸２２に取り付けられ、半導体ウエハＷを保持するスピンチャック２３と、スピンチャック２３に対向して配置された二流体ノズル３０とを備えている。二流体ノズル３０は、中心部に高圧空気が通流するガス流路３１、このガス流路３１を囲むようにして配置され、洗浄水が通流する洗浄水路３２とを備えている。ガス流路３１は後述する空気配管４２、洗浄水路３２は後述する洗浄水配管５２にそれぞれ接続されており、それぞれ高圧空気、洗浄水を導入するように構成されている。また、二流体ノズル３０は、図示しない昇降・移動機構によって、半導体ウエハＷ面内の洗浄水の供給位置を変更できるように支持されている。
【００１３】
高圧空気供給部４０は、高圧空気発生部４１と、この高圧空気発生部４１から二流体ノズル３０まで高圧空気を送るための空気配管４２と、この空気配管４２の途中に設けられた圧力調整部４３と、この圧力調整部４３における空気圧力を測定するための圧力センサ４４と、空気配管４２の途中に設けられた流量センサ４５とを備えている。なお、圧力調整部４３は制御部６０からの指示により圧力調整が行われる。また、圧力センサ４４及び流量センサ４５の出力は制御部６０に入力されている。
【００１４】
洗浄水供給部５０は、純水供給タンク５１と、この純水供給タンク５１から二流体ノズル３０まで洗浄水を送るための洗浄水配管５２と、この洗浄水配管５２の途中に設けられた圧力調整部５３と、この圧力調整部５３における洗浄水圧力を測定するための圧力センサ５４と、洗浄水配管５２の途中に設けられた流量センサ５５と、洗浄水配管５２の途中に設けられ、純水にアルカリ水溶液を添加することで洗浄水とするアルカリ水溶液供給部５６とを備えている。なお、圧力調整部５３は制御部６０からの指示により圧力調整が行われる。また、圧力センサ５４及び流量センサ５５の出力は制御部６０に入力されている。
【００１５】
なお、上述したアルカリ水溶液としてはアンモニアや、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、コリン、ヒドロキシルアミン等の有機アルカリを用いる。さらに、純水供給タンク５１の代わりに、予めアルカリ水溶液を収容したアルカリ水溶液供給タンクを用い、アルカリ水溶液供給部５６を省略してもよい。
【００１６】
このように構成された基板洗浄装置１０では、次のようにして半導体ウエハＷの洗浄を行う。すなわち、電動モータ２１を回転させることにより、半導体ウエハＷを回転させる。このときの回転速度は例えば５００ｒｐｍ程度である。また、純水供給タンク５１から供給された純水にアルカリ水溶液供給部５６からアルカリ水溶液を添加する。
【００１７】
次に、圧力調整部４３，５３を制御部６０からの信号により開き、二流体ノズル３０に空気と洗浄水が供給されると、洗浄水が高圧空気によって霧化され、半導体ウエハＷの表面に噴霧される。これにより、パーティクルが流し出される。このとき、制御部６０から各圧力調整部４３，５３に制御信号が送られ、所定の圧力の洗浄水が噴霧されるように空気と洗浄水の圧力が適切に調整される。同時に、各圧力センサ４４，５４と流量センサ４５，５５から検出された結果が、逐次制御部６０にフィードバックされる。
【００１８】
ここで、洗浄水としてアルカリ性のものを用いた場合の作用について詳述する。すなわち、洗浄水中では滑り面（図２中Ｓ）においてζ電位が発生する。このζ電位は材質によって異なるとともに、図３に示すように洗浄水のｐＨによって変化する。半導体ウエハＷの材質はＳｉＯ２の上にＳｉＮが形成されており、また、パーティクルＰはアルミナである。
【００１９】
一方、２つの物質間のポテンシャルエネルギは分子間力と静電ポテンシャルの和となり、図４に示すような関係となる。すなわち、ζ電位が同じ符号の場合には反発力となり、ζ電位が異なる符合の場合には吸引力となる。したがって、アルカリ性（ｐＨ値が８以上）の場合には、各物質のζ電位はマイナスとなり、図５に示すように、両物質間では電気的反発が生じる。
【００２０】
したがって、アルカリ性の洗浄水中では、半導体ウエハＷの表面電位、及び、パーティクルＰの表面電位双方がマイナスになるため、パーティクルＰの半導体ウエハＷへの再付着が抑制される。なお、半導体ウエハＷ表面の材質と使用するアルカリ性洗浄水の選択により、半導体ウエハＷ表面のスライトエッチングによる、パーティクルＰの除去効果も付加することができる。
【００２１】
上述したように、本実施の形態に係る電子デバイス洗浄装置１０による電子デバイスの洗浄方法によれば、半導体ウエハＷの表面から一度脱離したパーティクルの再付着を防止できるため、パーティクルＰを効率的に除去することが可能となる。したがって、強い圧力で洗浄水を吹き付ける必要がなく、デバイスパターンの損傷を防止することができる。
【００２２】
ここで、実験例について説明する。５５ｎｍのライン／スペースパターンを形成した半導体ウエハＷをパターン検査装置で測定し、欠陥数をカウントした。この半導体ウエハを基板洗浄装置１０で、下記の「条件１」〜「条件３」で洗浄した。
【００２３】
条件１は、純水０．２ＭＰａ（１００ｍｌ／ｍｉｎ）、高圧空気０．２ＭＰａ（６０Ｌ／ｍｉｎ）、ウエハ回転数５００ｒｐｍである。条件２は、純水０．３ＭＰａ（２００ｍｌ／ｍｉｎ）、高圧空気０．３ＭＰａ（８０Ｌ／ｍｉｎ）、ウエハ回転数５００ｒｐｍである。条件３は、０．２ｍｍｏｌ／１アンモニア水０．２ＭＰａ（１００ｍｌ／ｍｉｎ）、高圧空気０．２ＭＰａ（６０Ｌ／ｍｉｎ）、ウエハＷ回転数５００ｒｐｍである。
【００２４】
上記の処理後の半導体ウエハＷをパターン検査装置で測定し、欠陥数をカウントした。また、増加した欠陥をレビューＳＥＭで観察し、パターンに損傷が無いか確認した。この結果、欠陥としてカウントされる粒子の除去率は、条件１では６０％、条件２では８０％、条件３では８５％であった。また、条件１、条件３ではパターンの損傷は見られなかったが、条件２では１０箇所でパターンの損傷が見られた。したがって、洗浄水及び高圧の空気の圧力は０．３ＭＰａ以下であることが好ましい。また、洗浄の効果を考慮すると洗浄水及び高圧の空気の圧力は０．１ＭＰａ以上が好ましい。
【００２５】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施の形態に係る基板洗浄装置の構成を示す説明図。
【図２】同基板洗浄装置においてアルカリ水溶液を用いる理由を示す説明図。
【図３】同基板洗浄装置においてアルカリ水溶液を用いる理由を示す説明図。
【図４】同基板洗浄装置においてアルカリ水溶液を用いる理由を示す説明図。
【図５】同基板洗浄装置においてアルカリ水溶液を用いる理由を示す説明図。
【符号の説明】
【００２７】
１０…電子デバイス洗浄装置、２０…洗浄部、３０…二流体ノズル、４０…高圧空気供給部、５０…洗浄水供給部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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